Деформируемые оловянные бронзы

 Деформируемые оловянные бронзы содержат 3-7% Sn, до 5% Zn и Pb и до 0,4% P (табл.2.2). Они состоят из однородного твердого раствора и после отжига имеют однофазную структуру. Благодаря хорошей пластичности они легко подвергаются обработке давлением и поставляются в виде прутков, труб и лент. Этот вид бронз используется также для изготовления различных деталей с высокими упругими свойствами. Их прочность s_B =320-350 MPа при относительном удлинении d=30-50 %. После холодной пластической деформации с обжатием > 50 % они имеют высокие прочностные значения (s_B=800-1200 МПа).

Деформированные бронзы с тем же содержанием олова, что и литейные, имеют после отжига однофазную структуру из зерен a-твердого раствора. В процессе метал­лургического передела деформированных бронз, включающего горячую и хо­лодную пластическую деформацию и ряд отжигов, устраняется неоднородность структуры ликвационного происхождения.

Деформированные бронзы, содержащие 4-7 % Zn, легированные Zn и фосфором (БрОЦ4-3, Бр0Ф6.5-0,4), что определяет их применение для нагруженных деталей, в том числе и пружин. После деформационного упрочнения бронзу подвергают дорекристаллизационному отжигу при 150-180°С, который снижает остаточные напряжения и приводит к развитию процесса полигонизации. В процессе холодной пластической деформации для повышения пластичности оловянных бронз используют рекристаллизационный отжиг при температуре 600 °С.

                                                                                               Таблица 2.2.

  Химический состав и механические свойства некоторых марок оловянных бронз

 

 

Влияние легирующих элементов на свойства оловянных бронз

 В связи с тем, что двойные оловянные бронзы дороги и имеют пониженные литейные свойства, их обычно дополнительно легируют цинком, никелем, свинцом, фосфором, железом.

  Цинк улучшает жидкотекучесть оловянных бронз, плотность отливок, способность к сварке и пайке, уменьшая интервал кристаллизации.

 Для экономии более дорогостоящего олова (в некоторых стандартизованных литейных бронзах содержание олова снижено до 3-6 %) в бронзы добавляют от 2 до 15 % Zn. В таком количестве цинк полностью растворяетcя в твердом растворе, что способствует повышению механических свойств. Таким образом, цинк не только удешевляет оловянные бронзы, но и улучшает их технологические и механические свойства.

Добавление цинка и никел я в литые оловянные бронзы повышают литейные свойства: малую объемную усадку (менее 1%) и хорошую жидкотекучесть. Эти элементы новых фаз не образуют, но растворяясь в твердом растворе, они способствуют увеличению количества эвтектоида.Никель, кроме того, способствует измельчению структуры, повышению механических свойств и коррозионной стойкости.

Железо измельчает зерно, но ухудшает технологические и антикоррозионные свойства оловянных бронз.

Фосфор, являясь раскислителем оловянных бронз (восстанавливает оксид олова Sn0₂), повышает их жидкотекучесть, износостойкость улучшается благодаря появлению твердых включений фосфида Сu-Сu₃Р. Кроме того, фосфор повышает предел прочности, предел упругости и выносливость бронз, но ухудшает пластичность.

Свинец снижает механические свойства и улучшает обрабатываемость резанием и антифрикци­онные свойства. Структура оловянных бронз (Бр010Ц2, Бр03Ц12С5, Бр04Ц4С17) полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к структуре антифрикцион­ных сплавов. Высокая коррозионная стойкость в атмосферных условиях, пресной и морской воде способствует широкому применению литейных бронз для пароводяной арматуры, работающей под давлением. Рассеянная пористость не мешает этому, поскольку у поверхности отливок имеется зона с мелкозернистой структурой, обладающая высокой плотностью. При усовершенствовании технологии получают отливки, выдерживающие давление до 30 МПа.